1.3.1 基于无源元件的稳定性提升方法

基于无源元件的稳定性提升方法主要通过在系统中增加电阻、电容和电感中的一种或者串并联组合形式来提高直流配用电系统的稳定性［70-71］，如图1.11所示。抑制恒功率负载负阻尼特性的最直接方法是向其前级LC滤波器增加阻尼，图1.11a和b给出了两种常用方法，然而这将带来额外的功率损耗并降低系统效率［72］。根据阻抗比判据，通过降低源侧等效输出阻抗的谐振峰值，也可以避免系统的阻抗不匹配。例如可以在直流母线上并联阻容支路，或在滤波电感中并联或串联阻感支路，分别如图1.11c～e所示［70，73］。基于LC滤波器的二端口阻抗模型，参考文献［74］发现图1.11c～e所示的三种方案均会降低LC滤波器的性能，为此提出了一种用于稳定系统并提高LC滤波器性能的并联RLC阻尼支路方案，如图1.11f所示。

不过，基于无源元件的稳定性提升方法不但增加了系统成本，而且降低了功率密度和效率，并且不能随着系统运行工况自动调整元件参数，灵活性也较差。为了避免增加无源元件所带来的成本和损耗，可以在变换器原有控制环路的基础上添加电压或电流反馈支路，并通过合理设计反馈支路的控制器及其参数，等效地实现在变换器端口或内部插入一个虚拟阻抗的效果，从而解决阻抗不匹配问题，并以较低成本提升系统稳定性［60，71，75］。由于虚拟阻抗是基于控制策略实现的，因此其特性和取值可以根据系统运行状态的变化灵活调整，自适应性较高。根据虚拟阻抗插入位置的不同，分为源侧虚拟阻抗控制和负载侧虚拟阻抗控制两类。